《金属的轧制》PPT课件.ppt

材料加工工程 金属的轧制 材料加工工程 前 言 什么叫做 轧制？ 在轧辊间的特定空间内进行塑性变形 ，以获得一定的截面形状。 Rolling Rolling pin 材料加工工程材料加工工程 Flat- and Shape-Rolling Processes 不同类型的板材和型材 轧制示意图 材料加工工程 板材的轧制板材的轧制 板材轧制工艺示意图 板材初始厚度h0 出轧辊时厚度hf 板材进入速度V0 轧辊速度Vr 出轧机速度Vf 板材初始宽度w0 出轧辊时宽度wf 参数： 材料加工工程 摩擦力在板材表面的作用 摩擦力的方向 中性点左右两侧摩 擦力的大小 摩擦力越大越好吗？ 注意： 板材的轧制板材的轧制摩擦力摩擦力 材料加工工程 板材的轧制板材的轧制轧制力及所需动力轧制力及所需动力 轧制力以及作用在轧辊上的扭矩 轧制力作用的方向 轧制力估算公式： 板材和轧辊的接触长度 板材的宽度 板材在辊缝间的平均真实应力 注意摩擦系数！ 材料加工工程 板材的轧制板材的轧制轧制力及所需动力轧制力及所需动力 轧制力以及作用在轧辊上的扭矩 轧制力 轧辊的rmp 注意有的资料上是 英制 估算 轧辊所需动力 每一轧辊的动力是： 材料加工工程 板材的轧制板材的轧制轧制力轧制力 四辊轧机机座示意图 轧制力可 能引起的 情况 轧辊的偏转和压扁 对轧辊间隙的影响。 轧辊安装间隙必须比 计算值紧密些，以补 偿这些变形。 材料加工工程 板材的轧制板材的轧制减小轧制力的方法减小轧制力的方法 a.减小摩擦； b.使用较小半径的轧辊，减少接触面积； c.减小每一道次的压下量，减少接触面积； d.高温下轧制，减少材料的强度。 e.在轧制过程中对板材施加一个轴向的拉力 . 材料加工工程 板材的轧制板材的轧制几何补偿几何补偿 图图 （a）由于轧轧制力引起的圆圆柱形轧辊轧辊 的弯曲； （b）轧辊面的弯曲，使得板材厚度均匀一致 由于力的作用产 生了几何变形 轧辊的弯曲 材料加工工程 板材的轧制板材的轧制展宽（展宽（speadingspeading） 板材轧制中的展宽（也可见图4.2）类似 于面团被擀面杖擀过那样. 利用与轧件边缘 接触的垂直轧辊 （如轧边机上所 用的），可以防 止展宽 。 材料加工工程 板材轧制的应用板材轧制的应用 铸铸造金属或包含大晶粒的锻锻造金属在热轧过热轧过 程中晶粒的变变化. 材料加工工程 图 不同类型的板材和型 材轧制示意图 板材轧制的应用板材轧制的应用 初坯 方坯 板坯 材料加工工程 热轧 板材轧制的应用板材轧制的应用 轧制前对材 料的表面处 理！ 喷火器（火焰清理）去除大片的鳞状物， 用粗磨以使表面平滑 。 冷轧 酸液清洗、水爆（去鳞片）；磨削去除其 它缺陷 。 材料加工工程 冷轧 板材轧制的应用板材轧制的应用 冷轧在室温下进行，所生产的板材和带材具有更好的表面质量（因为变 形量比较小）、尺寸精度和机械性能（由于加工硬化）。 叠板轧制（pack rolling） 叠板轧制.是一种将两层或者更多层金属一起轧制的工艺，该工艺可提高 生产率。 表面光轧 （temper rolling ） 一种使轧制板材平直的辊子轿平方法 轿直轧制（leveling rolling） 材料加工工程 缺陷的影响： 板材轧制的应用板材轧制的应用板材轧制中的缺陷板材轧制中的缺陷 不但影响表面质量 ，而且会严重影响 到强度、成形性和 其它的制造性能 板材轧制中典型缺陷示意图（a）波纹状边缘(b) 带材中间拉链式裂纹(c) 边缘裂纹(d)鳄嘴裂口 材料加工工程 (a) 小直径的轧辊或者每步的断面缩减率小的轧制产生的残余应力 (b)大直径的轧辊或者每步的断面缩减率大的轧制产生的残余应力. 注意 残余应力的 图形是相反的 板材轧制的应用板材轧制的应用其它特性其它特性 残余应力 材料加工工程 板材轧制的应用板材轧制的应用其它特性其它特性 尺寸误差 冷轧厚度方向上的误差通常从0.1mm到0.35mm.板材热轧的误差范围通 常会大些。平直度误差通常是冷轧15mm/m，而热轧是55mm/m。 冷轧成形可以获得很好的表面质量，因此冷轧产品不需要附加的表面处理 工艺。 表面粗糙度. 板材的厚度由线径标号标定，数字越小板子越厚。 板厚或线径标号. 材料加工工程 轧机（轧机（rolling millsrolling mills） 一般轧机布置图 材料加工工程 轧机（轧机（rolling millsrolling mills） 不同轧制布置示意图(a) 两辊; (b)三辊; (c) 四辊; (d) 多辊轧机. 材料加工工程 轧机（轧机（rolling millsrolling mills） 连轧工艺 材料加工工程 轧机（轧机（rolling millsrolling mills） 轧辊材料的基 本要求： 强度高、耐磨损 常用轧辊材料 ： 铸铁、铸钢、锻钢和碳化钨 材料加工工程 型材的轧制型材的轧制环件的轧制环件的轧制 a)环件轧制工艺示意图.由于零件直径 的增加是厚度减小 (b)可通过环件轧制 获得零件的横截面实例。 材料加工工程 型材的轧制型材的轧制环件的轧制环件的轧制 环件轧制坯料 的获得： 环件轧制的优 点： 环件轧制产品 的应用： 可从板材上切割得到、通过冲孔工艺得到 、从厚壁管材上切割得到。 典型应用是生产火箭或涡轮、齿轮环、球 轴承和滚轴承座圈、法兰以及管材增强环 上使用的大型环件。 生产时间短，节省材料，尺寸公差小并且 有利于产品上晶粒的流动。 材料加工工程 型材的轧制型材的轧制螺纹轧制螺纹轧制 螺纹滚扎工艺（a）和（c）为平直模具；（b）两辊模具. 带螺纹的紧固件，如螺栓，可通过这种方式经济地高效率 获得。 材料加工工程 型材的轧制型材的轧制螺纹轧制螺纹轧制 (a)机加工和轧制螺纹的特点 (b) 机加工和轧制螺纹中晶粒的 流动 。与机加工中从金属的晶粒部分切断不同，由于冷作硬 化和有利的晶粒流动，螺纹轧制提高了强度。 材料加工工程 无缝管与管件的生产无缝管与管件的生产 各种管材轧制工艺示意图：(a)使用固定心轴 (b)使用运动心轴 (c)无心轴 (d)具有一心轴和一对成形轧辊的皮尔格轧制 材料加工工程 连铸连轧工艺连铸连轧工艺 喷射铸造中液态金属喷洒在一个旋转的心轴上面来生产无缝管材 材料加工工程 连铸连轧全称连续铸造连续轧制（英文：Continue Casting Direct Rolling ，简称CCDR），是把液态钢倒入连铸机中轧制出钢坯（称为连铸坯）， 然后不经冷却，在均热炉中保温